DE102015214362A1 - Microelectromechanical device - Google Patents

Microelectromechanical device Download PDF

Info

Publication number
DE102015214362A1
DE102015214362A1 DE102015214362.7A DE102015214362A DE102015214362A1 DE 102015214362 A1 DE102015214362 A1 DE 102015214362A1 DE 102015214362 A DE102015214362 A DE 102015214362A DE 102015214362 A1 DE102015214362 A1 DE 102015214362A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
layer
absorber
microelectromechanical device
microwave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102015214362.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Fabian Utermoehlen
Michael CURCIC
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102015214362.7A priority Critical patent/DE102015214362A1/en
Priority to EP16174595.5A priority patent/EP3124926B1/en
Publication of DE102015214362A1 publication Critical patent/DE102015214362A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/10Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • G01J5/20Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using resistors, thermistors or semiconductors sensitive to radiation, e.g. photoconductive devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02Constructional details
    • G01J5/0205Mechanical elements; Supports for optical elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02Constructional details
    • G01J5/0225Shape of the cavity itself or of elements contained in or suspended over the cavity
    • G01J5/023Particular leg structure or construction or shape; Nanotubes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02Constructional details
    • G01J5/04Casings
    • G01J5/046Materials; Selection of thermal materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02Constructional details
    • G01J5/08Optical arrangements
    • G01J5/0853Optical arrangements having infrared absorbers other than the usual absorber layers deposited on infrared detectors like bolometers, wherein the heat propagation between the absorber and the detecting element occurs within a solid

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mikroelektromechanische Vorrichtung mit: einem an einer Substratoberseite (101a) eines Substrats (101) und/oder einem an einer Substratrückseite (101b) des Substrats (101) angeordneten Magneten (102, 202); einem im Substrat (101) integrierten Mikrowellensender (503); einem im Substrat (101) integrierten Mikrowellenempfänger (506); und einem von dem Substrat beabstandeten Absorberniveau (203) mit einer dem Substrat (101) zugewandten paramagnetischen Schicht (201) und einer vom Substrat (101) abgewandten Infrarot-Absorberschicht (107).The invention relates to a microelectromechanical device comprising: a magnet (102, 202) arranged on a substrate top side (101a) of a substrate (101) and / or on a substrate rear side (101b) of the substrate (101); a microwave transmitter (503) integrated in the substrate (101); a microwave receiver (506) integrated in the substrate (101); and an absorber level (203) spaced from the substrate with a paramagnetic layer (201) facing the substrate (101) and an infrared absorber layer (107) facing away from the substrate (101).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikroelektromechanische Vorrichtung, ein Herstellungsverfahren für eine mikroelektromechanische Vorrichtung, eine Verwendung einer mikroelektromechanischen Vorrichtung als Bolometer sowie eine Messvorrichtung zum Messen einer Temperaturverteilung. The present invention relates to a microelectromechanical device, a manufacturing method for a microelectromechanical device, a use of a microelectromechanical device as a bolometer, and a measuring device for measuring a temperature distribution.

Stand der TechnikState of the art

Mikroelektromechanische Bolometer können elektromagnetische Strahlungsintensitäten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (etwa 3 bis 15 Mikrometer) messen. Das Bolometer umfasst dazu einen Absorber, welcher die elektromagnetische Strahlung in Wärme umwandelt. Die Temperaturerhöhung des Absorbers wird gemessen und auf die Intensität der elektromagnetischen Strahlung und die Objekttemperatur rückgeschlossen. Microelectromechanical bolometers can measure electromagnetic radiation intensities in a specific wavelength range (about 3 to 15 microns). The bolometer comprises an absorber, which converts the electromagnetic radiation into heat. The temperature increase of the absorber is measured and deduced on the intensity of the electromagnetic radiation and the object temperature.

Beispielsweise ist aus der DE 11 2006 004 013 B4 ein Bolometer bekannt, bei welchem die Erwärmung des Absorbers mit Hilfe eines elektrischen Widerstands gemessen wird.For example, is from the DE 11 2006 004 013 B4 a bolometer is known in which the heating of the absorber is measured by means of an electrical resistance.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung schafft gemäß einem ersten Aspekt eine mikroelektromechanische Vorrichtung mit einem an einer Substratoberseite eines Substrats und/oder einem an einer Substratrückseite des Substrats angeordneten Magneten, einem im Substrat integrierten Mikrowellensender, einem im Substrat integrierten Mikrowellenempfänger und einem von dem Substrat beabstandeten Absorberniveau. Das Absorberniveau umfasst eine dem Substrat zugewandte paramagnetische Schicht und eine vom Substrat abgewandte Infrarot-Absorberschicht. Der Ausdruck „Niveau“ bezeichnet hierbei eine Plattform, welche oberhalb eines Substrats und von diesem beabstandet angeordnet ist.According to a first aspect, the present invention provides a microelectromechanical device having a magnet arranged on a substrate top side and / or a substrate back side of the substrate, a microwave transmitter integrated in the substrate, a microwave receiver integrated in the substrate and an absorber level spaced from the substrate. The absorber level comprises a paramagnetic layer facing the substrate and an infrared absorber layer facing away from the substrate. The term "level" here refers to a platform which is arranged above a substrate and spaced therefrom.

Die vorliegende Erfindung schafft gemäß einem zweiten Aspekt ein Herstellungsverfahren für eine mikroelektromechanische Vorrichtung. Dazu wird ein Substrat mit einem in dem Substrat integrierten Mikrowellensender und einem in dem Substrat integrierten Mikrowellenempfänger bereitgestellt. Anschließend wird ein Elektromagnet an einer Substratoberseite des Substrats ausgebildet und/oder ein Magnet an einer Substratrückseite des Substrats ausgebildet. Eine Opferschicht wird auf die Substratoberseite aufgebracht. Eine paramagnetische Schicht wird auf der Opferschicht aufgebracht und strukturiert. Eine Absorberschicht wird auf der paramagnetischen Schicht aufgebracht und strukturiert, wobei mindestens ein Haltearm freigestellt wird. Anschließend wird die Opferschicht entfernt.The present invention according to a second aspect provides a manufacturing method for a microelectromechanical device. For this purpose, a substrate is provided with a microwave transmitter integrated in the substrate and a microwave receiver integrated in the substrate. Subsequently, an electromagnet is formed on a substrate top side of the substrate and / or a magnet is formed on a substrate back side of the substrate. A sacrificial layer is applied to the substrate top. A paramagnetic layer is deposited on the sacrificial layer and patterned. An absorber layer is applied to the paramagnetic layer and patterned leaving at least one support arm exposed. Subsequently, the sacrificial layer is removed.

Die vorliegende Erfindung schafft gemäß einem dritten Aspekt eine Verwendung einer mikroelektromechanischen Vorrichtung als Bolometer. Dazu wird Mikrowellenstrahlung durch den Mikrowellensender ausgesandt und die von dem Absorberniveau reflektierte Mikrowellenstrahlung durch den Mikrowellenempfänger empfangen. Ein Absorptionsspektrum des Absorberniveaus wird anhand der empfangenen Mikrowellenstrahlung bestimmt und eine Temperatur des Absorberniveaus anhand einer Absorptionsbreite des berechneten Absorptionsspektrums bestimmt.The present invention according to a third aspect provides a use of a microelectromechanical device as a bolometer. For this purpose, microwave radiation is emitted by the microwave transmitter and the microwave radiation reflected by the absorber level is received by the microwave receiver. An absorption spectrum of the absorber level is determined from the received microwave radiation and a temperature of the absorber level is determined from an absorption width of the calculated absorption spectrum.

Die vorliegende Erfindung schafft gemäß einem vierten Aspekt eine Messvorrichtung zum Messen einer Temperaturverteilung mit einer Vielzahl von in einem Array auf einem gemeinsamen Substrat angeordneten Bolometern. Hierbei weisen die mikroelektromechanischen Bolometer in jeder Reihe des Arrays einen gemeinsamen im Substrat integrierten Mikrowellensender auf. Desweiteren weisen die Bolometer in jeder Spalte des Arrays einen gemeinsamen im Substrat integrierten Mikrowellenempfänger auf.The present invention according to a fourth aspect provides a measuring device for measuring a temperature distribution having a plurality of bolometers arranged in an array on a common substrate. In this case, the microelectromechanical bolometers in each row of the array have a common microwave transmitter integrated in the substrate. Furthermore, the bolometers in each column of the array have a common microwave receiver integrated in the substrate.

Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.Preferred developments are the subject of the respective subclaims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Im Gegensatz zu einem Bolometer, bei welchem die Erwärmung des Absorbers mit Hilfe eines Widerstands gemessen wird, ist bei der erfindungsgemäßen mikroelektromechanischen Vorrichtung eine elektrische Kontaktierung des Absorberniveaus nicht nötig. Dadurch sind nur wenige Prozessschritte notwendig, da die Kontaktierung des Absorberniveaus sowie die Ausbildung des Widerstandes entfallen. Gleicher Vorteil gilt auch gegenüber anderen thermoelektrischen Wandlerelementen wie z.B. Dioden. Durch Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung entfällt zudem ein Stromfluss mit entsprechendem Verlustleistungsumsatz innerhalb des thermoelektrischen Wandlerelementes, der zu einer Aufheizung des Bolometerpixels führt, welche zum Beispiel über zusätzliche Referenzpixel mit entsprechendem Platzbedarf kompensiert werden muss.In contrast to a bolometer, in which the heating of the absorber is measured by means of a resistor, in the microelectromechanical device according to the invention an electrical contacting of the absorber level is not necessary. As a result, only a few process steps are necessary because the contacting of the absorber level and the formation of the resistance omitted. The same advantage also applies to other thermoelectric conversion elements, e.g. Diodes. By using a device according to the invention also eliminates a current flow with a corresponding loss of power conversion within the thermoelectric conversion element, which leads to a heating of the bolometer, which must be compensated, for example, additional reference pixels with appropriate space requirements.

Da keine elektrische Verbindung zwischen Absorberniveau und Substrat nötig ist, wird die thermische Kopplung von Absorberniveau und Substrat minimiert. Dadurch kommt es zu einer stärkeren Erwärmung des Absorbers und einem größeren Messsignal.Since no electrical connection between absorber level and substrate is necessary, the thermal coupling of absorber level and substrate is minimized. This leads to a stronger heating of the absorber and a larger measurement signal.

Aufgrund der geringen thermischen Masse des Absorberniveaus ist eine sehr schnelle Ermittlung der Temperatur des Absorberniveaus möglich. Das Bestimmen der Temperatur des Absorberniveaus kann dadurch schnell und mit einer hohen Genauigkeit durchgeführt werden. Dadurch sind beim Einsatz in bildgebenden Systemen hohe Frameraten (Bildwiederholraten) möglich.Due to the low thermal mass of the absorber level, a very rapid determination of the temperature of the absorber level is possible. The determination of the temperature of the absorber level can thereby be fast and with a high Accuracy be performed. As a result, high frame rates (frame rates) are possible when used in imaging systems.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine mikroelektromechanische Vorrichtung, wobei die paramagnetische Schicht Manganate, insbesondere La0,62Bi0,05Ca0,33MnO3, und/oder La0,67Sr0,33MnO3 umfasst. Für die genannten Manganate ist der Zusammenhang zwischen Breite des Absorptionsspektrums und Temperatur des Absorberniveaus gut untersucht. Daher kann durch Bestimmen des Absorptionsspektrums die Temperatur des Absorberniveaus und dadurch die Intensität der einfallenden elektromagnetischen Strahlung mit großer Präzision bestimmt werden. Wie unten erläutert, wächst die Absorptionsbreite des Absorptionsspektrums linear mit der Temperatur an. Dadurch kann die Temperatur genauer und mit weniger Elektronikaufwand und Rechenleistung gemessen werden als dies beispielsweise bei einem nicht-linearen Zusammenhang der Fall wäre.In another aspect, the present invention provides a microelectromechanical device wherein the paramagnetic layer comprises manganates, particularly La 0.62 Bi 0.05 Ca 0.33 MnO 3 , and / or La 0.67 Sr 0.33 MnO 3 . For the mentioned manganates, the relationship between the width of the absorption spectrum and the temperature of the absorber level is well studied. Therefore, by determining the absorption spectrum, the temperature of the absorber level and thereby the intensity of the incident electromagnetic radiation can be determined with great precision. As explained below, the absorption width of the absorption spectrum increases linearly with temperature. As a result, the temperature can be measured more accurately and with less electronics and computing power than would be the case, for example, in a non-linear relationship.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine mikroelektromechanische Vorrichtung, wobei die Infrarot-Absorberschicht Siliziumoxid umfasst.In another aspect, the present invention provides a microelectromechanical device wherein the infrared absorber layer comprises silicon oxide.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine mikroelektromechanische Vorrichtung, wobei in die Infrarot-Absorberschicht Metallelemente als plasmonische Absorber, insbesondere Metallspiegel, metallische Scheiben, metallische Kreuze, metallische Gitter und/oder Antennenstrukturen aus Metall integriert sind. Durch Verwendung von in der Infrarotabsorberschicht integrierten Metallelementen kann die Infrarotabsorptionsfähigkeit der Infrarot-Absorberschicht erhöht werden. Dadurch wird eine effiziente und gleichmäßige Erwärmung des Absorberniveaus sichergestellt.According to a further aspect, the present invention provides a microelectromechanical device, wherein metal elements are integrated into the infrared absorber layer as plasmonic absorbers, in particular metal mirrors, metallic disks, metallic crosses, metallic lattices and / or metal antenna structures. By using metal elements integrated in the infrared absorbing layer, the infrared absorbing ability of the infrared absorbing layer can be increased. This ensures efficient and uniform heating of the absorber level.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine mikroelektromechanische Vorrichtung, wobei eine Schichtdicke der Absorberschicht kleiner oder gleich 1,6 Mikrometer ist.In another aspect, the present invention provides a microelectromechanical device wherein a layer thickness of the absorber layer is less than or equal to 1.6 microns.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine mikroelektromechanische Vorrichtung, wobei als Mikrowellensender Gunndioden und/oder Wellenleiter verwendet werden.In another aspect, the present invention provides a microelectromechanical device using gunnodes and / or waveguides as microwave transmitters.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine mikroelektromechanische Vorrichtung, wobei an der Substratoberseite ein Elektromagnet und an der Substratrückseite ein Permanentmagnet angeordnet ist. Durch Verwendung eines Elektromagneten kann die Stärke des angelegten Magnetfelds gesteuert werden. Durch Erhöhen des angelegten Magnetfelds wird die Messgenauigkeit des verwendeten Bolometers erhöht.According to a further aspect, the present invention provides a microelectromechanical device, wherein an electromagnet is arranged on the substrate upper side and a permanent magnet on the substrate back side. By using an electromagnet, the strength of the applied magnetic field can be controlled. Increasing the applied magnetic field increases the measurement accuracy of the bolometer used.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Schrägansicht einer Ausführungsform einer mikroelektromechanischen Vorrichtung; 1 a schematic oblique view of an embodiment of a micro-electro-mechanical device;

2 eine schematische Querschnittsansicht der mikroelektromechanischen Vorrichtung gemäß der Ausführungsform; 2 a schematic cross-sectional view of the microelectromechanical device according to the embodiment;

3 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens einer mikroelektromechanischen Vorrichtung; 3 a flowchart for explaining an embodiment of a manufacturing method of a micro-electro-mechanical device;

4 bis 8 schematische Querschnittsansichten zur Erläuterung der Ausführungsform des Herstellungsverfahrens der mikroelektromechanischen Vorrichtung; 4 to 8th schematic cross-sectional views for explaining the embodiment of the manufacturing method of the microelectromechanical device;

9 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer erfindungsgemäßen Verwendung der mikroelektromechanischen Vorrichtung als Bolometer; 9 a flowchart for explaining a use according to the invention of the microelectromechanical device as a bolometer;

10 ein schematisches Absorptionsspektrum; 10 a schematic absorption spectrum;

11 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung von Temperatur und Absorptionsbreite; und 11 a diagram for explaining the relationship of temperature and absorption width; and

12 eine schematische Draufsicht einer Vorrichtung zum Messen einer Temperaturverteilung. 12 a schematic plan view of an apparatus for measuring a temperature distribution.

In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen.In all figures, the same or functionally identical elements and devices - unless otherwise stated - provided with the same reference numerals.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt eine schematische Schrägansicht einer Ausführungsform einer mikroelektromechanischen Vorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung und 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht der mikroelektromechanischen Vorrichtung 100 entlang der Achse I-I. Auf einer Substratrückseite 101b eines Substrats 101, welches beispielsweise aus einem Siliziumwafer gefertigt sein kann, ist eine Permanentmagnetschicht 202 ausgebildet. Auf einer Substratoberseite 101a des Substrats 101 ist eine Spule 102 angeordnet, welche vorzugsweise aus Kupfer besteht. Die Spule 102 dient als Elektromagnet, wobei durch Anlegen eines elektrischen Stroms ein magnetisches Feld induziert wird. Die gesamte Magnetfeldstärke des durch die Permanentmagnetschicht 202 und die Spule 102 erzeugten Magnetfeldes wird hierbei möglichst groß gewählt, vorzugsweise 1 bis 2 Tesla. 1 shows a schematic oblique view of an embodiment of a microelectromechanical device 100 according to the present invention and 2 shows a schematic cross-sectional view of the microelectromechanical device 100 along the axis II. On a substrate back 101b a substrate 101 , which may be made of a silicon wafer, for example, is a permanent magnet layer 202 educated. On a substrate top 101 of the substrate 101 is a coil 102 arranged, which preferably consists of copper. The sink 102 serves as an electromagnet, whereby by applying a electric current is induced a magnetic field. The total magnetic field strength of the permanent magnet layer 202 and the coil 102 generated magnetic field is chosen as large as possible, preferably 1 to 2 Tesla.

Die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. So kann beispielsweise nur eine Permanentmagnetschicht 202 auf der Substratrückseite 101b aufgebracht sein und die Spule 102 fehlen oder es kann nur eine Spule 102 auf der Substratoberseite 101a angeordnet sein, die Permanentmagnetschicht 202 jedoch fehlen.The invention is not limited thereto. For example, only one permanent magnet layer 202 on the substrate back 101b be upset and the coil 102 missing or it can only be a coil 102 on the substrate top 101 be arranged, the permanent magnet layer 202 but missing.

In einem Absorberniveauabstand d5 befindet sich ein Absorberniveau 203. Der Absorberniveauabstand d5 wird hierbei in etwa gleich einem Viertel der zu detektierenden Wellenlänge λ gewählt, das heißt d5 = λ:4. Vorzugsweise liegt der Absorberniveau-Abstand d5 im Bereich von 1 bis 5 Mikrometer, insbesondere d5 = 2,5 Mikrometer. Das Absorberniveau 203 weist eine paramagnetische Schicht 201, welche dem Substrat 101 zugewandt ist und eine dem Substrat abgewandte Infrarot-Absorberschicht 107 auf. Das Material der paramagnetischen Schicht 201 umfasst vorzugsweise Manganate, insbesondere La0,62Bi0,05Ca0,33MnO3 und/oder La0,67Sr0,33MnO3. Die Schichtdicke d4 der paramagnetischen Schicht 201 liegt zwischen 50 und 800 Nanometer, vorzugsweise ist die Schichtdicke d4 der paramagnetischen Schicht 201 gleich 300 Nanometer. Die Infrarot-Absorberschicht 107 weist eine Schichtdicke d3 von weniger als 3 Mikrometer, vorzugsweise von kleiner oder gleich 1,6 Mikrometer auf.In an absorber level distance d 5 is an absorber level 203 , The absorber level distance d 5 is in this case selected to be approximately equal to one fourth of the wavelength λ to be detected, that is d 5 = λ: 4. Preferably, the absorber level distance d 5 is in the range of 1 to 5 micrometers, especially 5 d = 2.5 micrometers. The absorber level 203 has a paramagnetic layer 201 which is the substrate 101 facing and a substrate remote from the infrared absorber layer 107 on. The material of the paramagnetic layer 201 preferably comprises manganates, in particular La 0.62 Bi 0.05 Ca 0.33 MnO 3 and / or La 0.67 Sr 0.33 MnO 3 . The layer thickness d 4 of the paramagnetic layer 201 is between 50 and 800 nanometers, preferably the layer thickness d 4 of the paramagnetic layer 201 equal to 300 nanometers. The infrared absorber layer 107 has a layer thickness d 3 of less than 3 microns, preferably less than or equal to 1.6 microns.

Vorzugsweise sind in der Infrarot-Absorberschicht 107 Metallelemente als plasmonische Absorber integriert. Die Metallelemente können insbesondere Metallspiegel, metallische Scheiben, metallische Kreuze, metallische Gitter und/oder Antennenstrukturen aus Metall umfassen. Preferably, in the infrared absorber layer 107 Metal elements integrated as plasmonic absorber. The metal elements may in particular comprise metal mirrors, metallic disks, metallic crosses, metallic grids and / or metal antenna structures.

Das Absorberniveau 203 wird durch ein erstes Halteärmchen 104, welches über eine erste Säule 106 mit dem Substrat verbunden ist und ein zweites Halteärmchen 103, welches über eine zweite Säule 105 mit dem Substrat 101 verbunden ist, über dem Substrat schwebend fixiert. Das erste Halteärmchen 104 und das zweite Halteärmchen 103 bestehen hierbei vorzugsweise aus Siliziumoxid und weisen jeweils eine Breite d1 von 100 Nanometer bis 1000 Nanometer, vorzugsweise gleich 500 Nanometer und eine senkrecht zum Substrat 101 gemessene Dicke d2 von etwa 100 Nanometer bis 1000 Nanometer, vorzugsweise gleich 400 Nanometer auf.The absorber level 203 is through a first sleeve 104 , which has a first pillar 106 connected to the substrate and a second retaining sleeve 103 , which has a second column 105 with the substrate 101 is fixed, hovering above the substrate. The first sleeve 104 and the second tether 103 consist here preferably of silicon oxide and each have a width d 1 of 100 nanometers to 1000 nanometers, preferably equal to 500 nanometers and one perpendicular to the substrate 101 measured thickness d 2 from about 100 nanometers to 1000 nanometers, preferably equal to 400 nanometers.

Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. So können die Halteärmchen 103, 104 auch auf einer (nicht gezeigten) Schicht enden, welche auf dem Substrat 101 um die mikroelektromechanische Vorrichtung 100 herum ausgebildet ist und bis zur Höhe der Halteärmchen 103, 104 hinaufreicht.However, the invention is not limited thereto. So can the sleeves 103 . 104 also on a (not shown) layer which ends on the substrate 101 around the microelectromechanical device 100 is formed around and up to the height of the tufts 103 . 104 up enough.

In dem Substrat 101 ist ein Mikrowellensender 503 integriert, welcher aus einem Hohlleiter besteht, wobei der Hohlleiter ein erstes Mikrowellensender-Teilstück 501 und ein zweites Mikrowellensender-Teilstück 502 umfasst, welche entlang der gestrichelt angezeichneten Achsen 501a bzw. 502a unterhalb des Absorberniveaus 203 verlaufen.In the substrate 101 is a microwave transmitter 503 integrated, which consists of a waveguide, wherein the waveguide a first microwave transmitter section 501 and a second microwave transmitter section 502 includes, which along the dashed axes 501 respectively. 502a below the absorber level 203 run.

Des Weiteren ist in dem Substrat 101 ein Mikrowellenempfänger 506 integriert, welcher aus einem Hohlleiter besteht, wobei der Hohlleiter ein erstes Mikrowellenempfänger-Teilstück 504 und ein zweites Mikrowellenempfänger-Teilstück 505 umfasst, welche entlang der gestrichelt eingezeichneten Linien 504a bzw. 505a unterhalb des Absorberniveaus verlaufen. Die Mikrowellensender-Teilstücke 501, 502 und die Mikrowellenempfänger-Teilstücke 504, 505 stehen hierbei im Wesentlichen senkrecht aufeinander.Furthermore, in the substrate 101 a microwave receiver 506 integrated, which consists of a waveguide, wherein the waveguide a first microwave receiver section 504 and a second microwave receiver section 505 includes, which along the dashed lines 504a respectively. 505a run below the absorber level. The microwave transmitter sections 501 . 502 and the microwave receiver sections 504 . 505 are essentially perpendicular to each other here.

Die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. So können auch Gunndioden anstatt von Hohlleitern als Mikrowellensender und/oder Empfänger verwendet werden.The invention is not limited thereto. Thus Gunndioden instead of waveguides can be used as a microwave transmitter and / or receiver.

3 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens einer mikroelektromechanischen Vorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. 3 shows a flowchart for explaining an embodiment of a manufacturing method of a microelectromechanical device 100 according to the present invention.

Wie in 4 gezeigt, wird in einem ersten Schritt S1 ein Substrat 101, welches vorzugsweise aus einem Siliziumwafer gefertigt ist, bereitgestellt. In dem Substrat 101 sind ein Mikrowellensender 503 und ein Mikrowellenempfänger 506 integriert, welche ein erstes Mikrowellensender-Teilstück 501 und ein zweites Mikrowellensender-Teilstück 502 bzw. ein erstes Mikrowellenempfänger-Teilstück 504 und ein zweites Mikrowellenempfänger-Teilstück 505 umfassen, welche im Wesentlichen senkrecht aufeinander stehen.As in 4 is shown, in a first step S1, a substrate 101 , which is preferably made of a silicon wafer, provided. In the substrate 101 are a microwave transmitter 503 and a microwave receiver 506 integrated, which is a first microwave transmitter section 501 and a second microwave transmitter section 502 or a first microwave receiver section 504 and a second microwave receiver section 505 include, which are substantially perpendicular to each other.

In einem zweiten Schritt S2 wird eine Permanentmagnetschicht 202 auf einer Substratrückseite 101b des Substrats 101 beispielsweise in Dünnschichttechnik ausgebildet. Auf einer Substratoberseite 101a des Substrats 101 wird eine Spule 102 angeordnet, welche mit einem nicht gezeigten Steuergerät verbunden ist und zum Erzeugen eines Magnetfeldes ausgebildet ist. In a second step S2, a permanent magnet layer is formed 202 on a substrate back 101b of the substrate 101 formed, for example, in thin-film technology. On a substrate top 101 of the substrate 101 becomes a coil 102 arranged, which is connected to a control unit, not shown, and is designed to generate a magnetic field.

Wie in 5 gezeigt, wird in einem dritten Schritt S3 eine Opferschicht 601 auf der Substratoberfläche 101a des Substrats 101 aufgebracht. Die Schichtdicke der Opferschicht entspricht dem späteren Absorberniveauabstand d5 und liegt zwischen 1 und 5 Mikrometer und ist vorzugsweise gleich 2,5 Mikrometer.As in 5 is shown, in a third step S3, a sacrificial layer 601 on the substrate surface 101 of the substrate 101 applied. The layer thickness of the sacrificial layer corresponds to the later absorber level distance d 5 and is between 1 and 5 microns and is preferably equal to 2.5 microns.

In einem vierten Schritt S4 wird eine paramagnetische Schicht 201 auf der Opferschicht aufgebracht. Die Schichtdicke d4 der paramagnetischen Schicht 201 liegt zwischen 50 Nanometer und 800 Nanometer und ist vorzugsweise gleich 300 Nanometer. Die paramagnetische Schicht 201 wird beispielsweise durch Ätzen oder mit Hilfe eines Lasers derart strukturiert, dass ein Quader mit einer quadratischen Oberfläche entsteht, welcher eine Abmessung zwischen etwa 5 Mikrometer × 5 Mikrometer bis 100 Mikrometer × 100 Mikrometer aufweist. Die paramagnetische Schicht 201 umfasst vorzugsweise Manganate, insbesondere La0,62Bi0,05Ca0,33MnO3, und/oderLa0,67Sr0,33MnO3.In a fourth step S4 becomes a paramagnetic layer 201 applied on the sacrificial layer. The layer thickness d 4 of the paramagnetic layer 201 is between 50 nanometers and 800 nanometers and is preferably equal to 300 nanometers. The paramagnetic layer 201 is patterned, for example, by etching or by means of a laser such that a cuboid with a square surface is formed, which has a dimension of between about 5 microns × 5 microns to 100 microns × 100 microns. The paramagnetic layer 201 preferably comprises manganates, in particular La 0.62 Bi 0.05 Ca 0.33 MnO 3 , and / or La 0.67 Sr 0.33 MnO 3 .

In einem fünften Schritt S5 wird eine Absorberschicht 107 auf der paramagnetischen Schicht 201 ausgebildet. Hierzu wird zuerst, wie in 6 gezeigt, eine erste Oxidschicht 604, vorzugsweise aus Siliziumoxid, auf der Opferschicht 601 und der paramagnetischen Schicht 201 ausgebildet. Die Dicke d2 der ersten Oxidschicht 604 ist hierbei größer als die Schichtdicke d4 der paramagnetischen Schicht 201 und liegt beispielsweise zwischen 100 und 1000 Nanometer und liegt vorzugsweise bei 400 Nanometer. Auf der ersten Oxidschicht 604 werden eine erste Metallstruktur 602 und eine zweite Metallstruktur 603 mit einer Breite d1 zwischen 100 bis 1000 Nanometer, vorzugsweise gleich 500 Nanometer, abgeschieden. Diese Metallstrukturen sind ätzresistent und entsprechen in ihrer Form einem später zu bildenden ersten Halteärmchen 104 und zweiten Halteärmchen 103.In a fifth step S5 becomes an absorber layer 107 on the paramagnetic layer 201 educated. For this, first, as in 6 shown a first oxide layer 604 , preferably of silicon oxide, on the sacrificial layer 601 and the paramagnetic layer 201 educated. The thickness d 2 of the first oxide layer 604 is greater than the layer thickness d 4 of the paramagnetic layer 201 and is for example between 100 and 1000 nanometers and is preferably 400 nanometers. On the first oxide layer 604 become a first metal structure 602 and a second metal structure 603 having a width d 1 between 100 to 1000 nanometers, preferably equal to 500 nanometers, deposited. These metal structures are etch-resistant and correspond in shape to a later to be formed first retaining sleeve 104 and second tucks 103 ,

Auf der ersten Oxidschicht 604 wird eine in 7 gezeigte zweite Oxidschicht 701 aufgebracht. Eine Schichtdicke d6 der zweiten Oxidschicht 701 plus die Dicke d2 der ersten Oxidschicht 604 entspricht hierbei der Schichtdicke d4 der paramagnetischen Schicht 201 plus einer Schichtdicke d3 einer Infrarot-Absorberschicht 107, wie auch in 2 veranschaulicht.On the first oxide layer 604 will be an in 7 shown second oxide layer 701 applied. A layer thickness d 6 of the second oxide layer 701 plus the thickness d 2 of the first oxide layer 604 corresponds to the layer thickness d 4 of the paramagnetic layer 201 plus a layer thickness d 3 of an infrared absorber layer 107 as well as in 2 illustrated.

Diese Infrarot-Absorberschicht 107 wird durch Ätzen der zweiten Oxidschicht 701 und der ersten Oxidschicht 604, wie in 8 gezeigt, freigestellt. Durch den Ätzprozess werden darüber hinaus ein erstes Halteärmchen 104 und ein zweites Halteärmchen 103, deren Form durch die erste Metallstruktur 602 bzw. durch die zweite Metallstruktur 603 festgelegt ist, strukturiert. Anschließend werden die erste Metallstruktur 602 und die zweite Metallstruktur 603 entfernt.This infrared absorber layer 107 is by etching the second oxide layer 701 and the first oxide layer 604 , as in 8th shown, exempted. In addition, the etch process becomes a first retainer 104 and a second tuck 103 whose shape is due to the first metal structure 602 or by the second metal structure 603 is fixed, structured. Subsequently, the first metal structure 602 and the second metal structure 603 away.

Schließlich wird in einem sechsten Schritt S6 durch Trenchätzen der Opferschicht 601 ein Absorberniveau 203, welches die paramagnetische Schicht 201 und die Infrarot-Absorberschicht 107 umfasst, freigestellt, wodurch eine in 1 gezeigte mikromechanische Struktur 100 gebildet wird. Finally, in a sixth step, S6 is made by trench etching the sacrificial layer 601 an absorber level 203 which is the paramagnetic layer 201 and the infrared absorber layer 107 comprises, exempted, whereby an in 1 shown micromechanical structure 100 is formed.

Die Erfindung ist nicht auf die genannte Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann das Ausbilden der Permanentmagnetschicht 202 auf der Substratunterseite 101b erst am Ende des Herstellungsverfahrens durchgeführt werden. Des Weiteren kann auch nur entweder eine Permanentmagnetschicht 202 oder eine Spule 102 ausgebildet werden. Außerdem kann die mikroelektromechanische Vorrichtung 100 durch ein Niedertemperaturbondverfahren vakuumverkappt werden.The invention is not limited to said embodiment. For example, forming the permanent magnet layer 202 on the substrate base 101b be performed only at the end of the manufacturing process. Furthermore, only one permanent magnet layer can also be used 202 or a coil 102 be formed. In addition, the microelectromechanical device 100 vacuum-capped by a low-temperature bonding process.

9 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer erfindungsgemäßen Verwendung der mikroelektromechanischen Vorrichtung 100 als Bolometer. In einem ersten Schritt S10 sendet der Mikrowellensender 503 Mikrowellenstrahlung aus, welche von der paramagnetischen Schicht 201 absorbiert wird. 9 shows a flowchart for explaining a use of the microelectromechanical device according to the invention 100 as a bolometer. In a first step S10, the microwave transmitter transmits 503 Microwave radiation, which from the paramagnetic layer 201 is absorbed.

In einem zweiten Schritt S20 wird die Mikrowellenstrahlung, welche von dem Absorberniveau reflektiert wurde, von dem Mikrowellenempfänger 506 empfangen und in einem dritten Schritt S30 das Absorptionsspektrum anhand der empfangenen Mikrowellenstrahlung bestimmt, beispielsweise durch eine nicht gezeigte Auswerteeinheit. Die Bestimmung des Absorptionsspektrums kann durch Reflexions- bzw. Transmissionsmethoden durchgeführt werden. Hierbei wird das Mikrowellensignal von dem Mikrowellensender 503 derart ausgesandt, dass der Magnetfeldanteil des Mikrowellensignals im Wesentlichen senkrecht zu den Feldlinien des durch Spule 102 und Permanentmagnetschicht 202 erzeugten Magnetfelds steht.In a second step S20, the microwave radiation, which has been reflected by the absorber level, from the microwave receiver 506 received and determined in a third step S30, the absorption spectrum based on the received microwave radiation, for example by an evaluation unit, not shown. The determination of the absorption spectrum can be carried out by reflection or transmission methods. Here, the microwave signal from the microwave transmitter 503 such that the magnetic field component of the microwave signal is substantially perpendicular to the field lines of the coil 102 and permanent magnet layer 202 generated magnetic field is.

10 zeigt ein typisches Absorptionsspektrum 1000 für eine ausgesendete Mikrowellenstrahlung mit einer Frequenz von 9388,2 MHz für eine feste Temperatur der paramagnetischen Schicht 201. Die Signalstärke S des Mikrowellenspektrums 1000 wird als Funktion der magnetischen Feldstärke G, welche von der Spule 102 und der Permanentmagnetschicht 202 erzeugt wird, aufgetragen. Das Absorptionsspektrum 1000 weist eine Absorptionsbreite auf. Wie in 11 gezeigt, weist die Absorptionsbreite eine weitestgehend lineare Abhängigkeit von der Temperatur der paramagnetischen Schicht 201 auf. Die genaue Form der Abhängigkeit hängt dabei von dem verwendeten Material der paramagnetischen Schicht 201 ab. In 11 sind zwei verschiedene Materialien aufgezeichnet, nämlich La0,67Sr0,33MnO3 und La0,62Bi0,05Ca0,33MnO3. 10 shows a typical absorption spectrum 1000 for a transmitted microwave radiation with a frequency of 9388.2 MHz for a fixed temperature of the paramagnetic layer 201 , The signal strength S of the microwave spectrum 1000 is measured as a function of the magnetic field strength G, that of the coil 102 and the permanent magnet layer 202 is generated, applied. The absorption spectrum 1000 has an absorption width. As in 11 shown, the absorption width has a largely linear dependence on the temperature of the paramagnetic layer 201 on. The exact form of dependence depends on the material used for the paramagnetic layer 201 from. In 11 Two different materials are recorded, namely La 0.67 Sr 0.33 MnO 3 and La 0.62 Bi 0.05 Ca 0.33 MnO 3 .

Die in 11 gezeigte Abbildung stammt aus folgender Veröffentlichung: Seehra, M.S., et al., „The linear temperature dependence of the paramagnetic resonance linewidth in the manganate perovskites La0,67Sr0,33MnO3 and La0,62Bi0,05Ca0,33MnO3,” Journal of Physics: Condensed Matter Vol. 8, No. 50 (1996), Seite 11283 .In the 11 The picture shown is from the following publication: Seehra, MS, et al., "The linear temperature dependence of the paramagnetic resonance linewidth in the manganate perovskites La0.67 Sr0.33 MnO3 and La0.62 Bi0.05 Ca0.33 MnO3, "Journal of Physics: Condensed Matter Vol. 50 (1996), page 11283 ,

Anhand des Absorptionsspektrums kann die Absorptionsbreite bestimmt werden. Anhand des aus 11 bekannten linearen Zusammenhangs zwischen Absorptionsbreite und Temperatur T kann bei bekanntem Material der paramagnetischen Schicht 201 die Temperatur T der paramagnetischen Schicht 201 und damit des Absorberniveaus 203 in einem vierten Schritt S40 bestimmt werden. Von der Temperatur T des Absorberniveaus kann auf die Intensität der eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung rückgeschlossen werden.Based on the absorption spectrum, the absorption width can be determined. Based on the 11 known linear relationship between absorption width and temperature T can in known material of the paramagnetic layer 201 the temperature T of the paramagnetic layer 201 and thus the absorber level 203 be determined in a fourth step S40. From the temperature T of the absorber level can be deduced the intensity of the irradiated electromagnetic radiation.

12 zeigt eine Messvorrichtung 300 zum Messen einer Temperaturverteilung. Die Messvorrichtung 300 umfasst eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Bolometern A1 bis A6, B1 bis B6 und C1 bis C6. Die Bolometer können hierbei eine der voran beschriebenen Ausführungsformen sein. Die Bolometer sind in der dargestellten Ausführungsform in einem Array mit drei Zeilen und sechs Spalten angeordnet. Die Anzahl der Bolometer ist nicht hierauf beschränkt und kann insbesondere deutlich höher sein. Unterhalb der sechs Bolometer A1 bis A6 der obersten Zeile verläuft im Substrat ein erster Mikrowellensender 301, welcher wie oben beschrieben als Hohlleiter zum Aussenden von Mikrowellenstrahlung für das jeweilige Bolometer ausgebildet ist. Parallel dazu verläuft unter den sechs Bolometern B1 bis B6 der zweiten Zeile im Substrat ein zweiter Mikrowellensender 302 und unter den sechs Bolometer C1 bis C6 im Substrat ein dritter Mikrowellensender 303. Senkrecht zu den Mikrowellensendern 301 bis 303 verlaufen unter den Bolometern der ersten bis sechsten Spalte des Arrays jeweils ein erster bis sechster Mikrowellenempfänger 311 bis 316. 12 shows a measuring device 300 for measuring a temperature distribution. The measuring device 300 comprises a plurality of bolometers according to the invention A 1 to A 6 , B 1 to B 6 and C 1 to C 6 . The bolometers can be one of the embodiments described above. The bolometers are arranged in the illustrated embodiment in an array with three rows and six columns. The number of bolometers is not limited to this and in particular can be significantly higher. Below the six bolometers A 1 to A 6 of the top row, a first microwave transmitter extends in the substrate 301 which is formed as described above as a waveguide for emitting microwave radiation for the respective bolometer. Parallel to this, a second microwave transmitter runs under the six bolometers B 1 to B 6 of the second row in the substrate 302 and among the six bolometers C 1 to C 6 in the substrate a third microwave transmitter 303 , Perpendicular to the microwave transmitters 301 to 303 In each case, a first to sixth microwave receiver run under the bolometers of the first to sixth column of the array 311 to 316 ,

Die Mikrowellensender 301 bis 303 senden nun nacheinander Mikrowellensignale aus. Zuerst sendet der erste Mikrowellensender 301 ein Signal Pin1 aus, welches von einer linken Seite, das heißt vom Bolometer A1 zum Bolometer A6 hin ausgesendet wird. Die Mikrowellenempfänger 311 bis 316 empfangen nun gleichzeitig das von den Absorberniveaus der Bolometer reflektierte Mikrowellensignal Pout1 bis Pout6. Der erste Mikrowellenempfänger 311 misst hierbei das Absorptionsspektrum des Bolometers A1, der zweite Mikrowellenempfänger 312 misst das Absorptionsspektrum des Bolometers A1 und des Bolometers A2, usw., während der sechste Mikrowellenempfänger 316 das gesamte Absorptionsspektrum der Bolometer A1 bis einschließlich A6 misst. Durch Subtraktion von gemessenen Absorptionsspektren kann das Absorptionsspektrum des jeweiligen Bolometers gemessen werden. Beispielsweise wird das Absorptionsspektrum des fünften Bolometers A5 durch Subtraktion des mittels des vierten Mikrowellenempfängers 314 empfangenen Absorptionsspektrums von dem mittels des fünften Mikrowellenempfängers 315 gemessenen Absorptionsspektrum gemessen werden. Von dem so berechneten Absorptionsspektrum kann die Temperatur des entsprechenden Bolometers berechnet werden.The microwave transmitter 301 to 303 Send now successively microwave signals. First, the first microwave transmitter sends 301 a signal P in1 , which is emitted from a left side, that is from the bolometer A 1 to the bolometer A 6 out. The microwave receiver 311 to 316 receive at the same time reflected from the absorber levels of the bolometer microwave signal P out1 to P out6 . The first microwave receiver 311 hereby measures the absorption spectrum of the bolometer A 1 , the second microwave receiver 312 measures the absorption spectrum of the bolometer A 1 and the bolometer A 2 , etc., while the sixth microwave receiver 316 measures the total absorption spectrum of bolometers A 1 through A 6 inclusive. By subtracting measured absorption spectra, the absorption spectrum of the respective bolometer can be measured. For example, the absorption spectrum of the fifth bolometer A 5 by subtracting the fourth means of the microwave receiver 314 received absorption spectrum of the means of the fifth microwave receiver 315 measured absorption spectrum can be measured. From the absorption spectrum thus calculated, the temperature of the corresponding bolometer can be calculated.

Analog können die Temperaturen der Bolometer der zweiten und dritten Reihe des Arrays gemessen werden, wobei der zweite Mikrowellensender 302 bzw. dritte Mikrowellensender 303 ein Signal Pin2 bzw. ein Signal Pin3 aussendet.Similarly, the temperatures of the second and third row bolometers of the array can be measured, with the second microwave transmitter 302 or third microwave transmitter 303 a signal P or a signal in2 P in3 emits.

Anhand der gemessenen Temperaturen der einzelnen Bolometer kann dadurch eine Temperaturverteilung gemessen werden.On the basis of the measured temperatures of the individual bolometers a temperature distribution can be measured.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 112006004013 B4 [0003] DE 112006004013 B4 [0003]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Seehra, M.S., et al., „The linear temperature dependence of the paramagnetic resonance linewidth in the manganate perovskites La0,67Sr0,33MnO3 and La0,62Bi0,05Ca0,33MnO3,” Journal of Physics: Condensed Matter Vol. 8, No. 50 (1996), Seite 11283 [0050] Seehra, MS, et al., Journal of Physics: Condensed Matter Vol. 8, no. 50 (1996), page 11283 [0050]

Claims (10)

Mikroelektromechanische Vorrichtung (100) mit: einem an einer Substratoberseite (101a) eines Substrats (101) und/oder einem an einer Substratrückseite (101b) des Substrats (101) angeordneten Magneten (102, 202); einem im Substrat (101) integrierten Mikrowellensender (503); einem im Substrat (101) integrierten Mikrowellenempfänger (506); und einem von dem Substrat beabstandeten Absorberniveau (203) mit einer dem Substrat (101) zugewandten paramagnetischen Schicht (201) und einer vom Substrat (101) abgewandten Infrarot-Absorberschicht (107).Microelectromechanical device ( 100 ) with: one on a substrate top side ( 101 ) of a substrate ( 101 ) and / or one on a substrate back ( 101b ) of the substrate ( 101 ) arranged magnets ( 102 . 202 ); one in the substrate ( 101 ) integrated microwave transmitter ( 503 ); one in the substrate ( 101 ) integrated microwave receiver ( 506 ); and an absorber level spaced from the substrate (US Pat. 203 ) with a substrate ( 101 ) facing paramagnetic layer ( 201 ) and one from the substrate ( 101 ) remote infrared absorber layer ( 107 ). Mikroelektromechanische Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die paramagnetische Schicht (201) Manganate, insbesondere La0,62Bi0,05Ca0,33MnO3 und/oder La0,67Sr0,33MnO3 umfasst.Microelectromechanical device ( 100 ) according to claim 1, wherein the paramagnetic layer ( 201 ) Manganates, in particular La 0.62 Bi 0.05 Ca 0.33 MnO 3 and / or La 0.67 Sr 0.33 MnO 3 comprises. Mikroelektromechanische Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Infrarot-Absorberschicht (107) Siliziumoxid umfasst.Microelectromechanical device ( 100 ) according to one of claims 1 or 2, wherein the infrared absorber layer ( 107 ) Comprises silica. Mikroelektromechanische Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in die Infrarot-Absorberschicht (107) Metallelemente als plasmonische Absorber, insbesondere Metallspiegel, metallische Scheiben, metallische Kreuze, metallische Gitter und/oder Antennenstrukturen aus Metall integriert sind.Microelectromechanical device ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein in the infrared absorber layer ( 107 ) Metal elements as plasmonic absorber, in particular metal mirror, metallic discs, metallic crosses, metallic lattices and / or antenna structures of metal are integrated. Mikroelektromechanische Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Schichtdicke der Absorberschicht (107) kleiner oder gleich 1,6 Mikrometer ist.Microelectromechanical device ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein a layer thickness of the absorber layer ( 107 ) is less than or equal to 1.6 microns. Mikroelektromechanische Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als Mikrowellensender (503) Gunndioden und/oder Wellenleiter verwendet werden.Microelectromechanical device ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein as microwave transmitter ( 503 ) Gunn diodes and / or waveguides are used. Mikroelektromechanische Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei an der Substratoberseite (101a) ein Elektromagnet (102) und an der Substratrückseite (101b) ein Permanentmagnet (202) angeordnet ist. Microelectromechanical device ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein at the substrate top ( 101 ) an electromagnet ( 102 ) and at the back of the substrate ( 101b ) a permanent magnet ( 202 ) is arranged. Herstellungsverfahren für eine mikroelektromechanischen Vorrichtung (100) mit den Schritten: Bereitstellen (S1) eines Substrats (101) mit einem in dem Substrat (101) integrierten Mikrowellensender (503) und einem in dem Substrat (101) integrierten Mikrowellenempfänger (506); Ausbilden (S2) eines Elektromagneten (102) an einer Substratoberseite (101a) des Substrats (101) und/oder Ausbilden eines Magneten (202) an einer Substratrückseite (101b) des Substrats (101); Aufbringen (S3) einer Opferschicht (601) auf die Substratoberseite (101a); Aufbringen und Strukturieren (S4) einer paramagnetischen Schicht (201) auf der Opferschicht (601); Aufbringen und Strukturieren (S5) einer Absorberschicht (107) auf der paramagnetischen Schicht (201), wobei mindestens ein Haltearm freigestellt wird; und Entfernen (S6) der Opferschicht (601).Manufacturing Method for a Microelectromechanical Device ( 100 comprising the steps of: providing (S1) a substrate ( 101 ) with one in the substrate ( 101 ) integrated microwave transmitter ( 503 ) and one in the substrate ( 101 ) integrated microwave receiver ( 506 ); Forming (S2) an electromagnet ( 102 ) on a substrate top side ( 101 ) of the substrate ( 101 ) and / or forming a magnet ( 202 ) on a substrate back side ( 101b ) of the substrate ( 101 ); Applying (S3) a sacrificial layer ( 601 ) on the substrate top ( 101 ); Application and structuring (S4) of a paramagnetic layer ( 201 ) on the sacrificial layer ( 601 ); Application and structuring (S5) of an absorber layer ( 107 ) on the paramagnetic layer ( 201 ), wherein at least one holding arm is released; and removing (S6) the sacrificial layer ( 601 ). Verwendung einer mikroelektromechanischen Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Bolometer, mit den Schritten: Aussenden (S10) von Mikrowellenstrahlung durch den Mikrowellensender (503); Empfangen (S20) der von dem Absorberniveau (203) reflektierten Mikrowellenstrahlung durch den Mikrowellenempfänger (506); Bestimmen (S30) eines Absorptionsspektrums des Absorberniveaus (203) anhand der empfangenen Mikrowellenstrahlung; Bestimmen (S40) einer Temperatur des Absorberniveaus (203) anhand einer Absorptionsbreite (σ) des berechneten Absorptionsspektrums.Use of a microelectromechanical device ( 100 ) according to one of claims 1 to 7 as a bolometer, comprising the steps of: emitting (S10) microwave radiation through the microwave transmitter ( 503 ); Receive (S20) that of the absorber level (S20) 203 ) reflected microwave radiation through the microwave receiver ( 506 ); Determining (S30) an absorption spectrum of the absorber level ( 203 ) based on the received microwave radiation; Determining (S40) a temperature of the absorber level (S40) 203 ) on the basis of an absorption width (σ) of the calculated absorption spectrum. Messvorrichtung (300) zum Messen einer Temperaturverteilung mit einer Vielzahl von in einem Array auf einem gemeinsamen Substrat (101) angeordneten Bolometern (A1 bis A6, B1 bis B6, C1 bis C6) nach Anspruch 9; wobei die mikroelektromechanischen Bolometer in jeder Reihe des Arrays einen gemeinsamen im Substrat (101) integrierten Mikrowellensender (301 bis 303) aufweisen; und wobei die Bolometer in jeder Spalte des Arrays einen gemeinsamen im Substrat (101) integrierten Mikrowellenempfänger (311 bis 316) aufweisen.Measuring device ( 300 ) for measuring a temperature distribution with a plurality of in an array on a common substrate ( 101 ) arranged bolometers (A 1 to A 6 , B 1 to B 6 , C 1 to C 6 ) according to claim 9; wherein the microelectromechanical bolometers in each row of the array have a common in the substrate ( 101 ) integrated microwave transmitter ( 301 to 303 ) exhibit; and wherein the bolometers in each column of the array share a common one in the substrate ( 101 ) integrated microwave receiver ( 311 to 316 ) exhibit.
DE102015214362.7A 2015-07-29 2015-07-29 Microelectromechanical device Withdrawn DE102015214362A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015214362.7A DE102015214362A1 (en) 2015-07-29 2015-07-29 Microelectromechanical device
EP16174595.5A EP3124926B1 (en) 2015-07-29 2016-06-15 Microelectromechanical device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015214362.7A DE102015214362A1 (en) 2015-07-29 2015-07-29 Microelectromechanical device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015214362A1 true DE102015214362A1 (en) 2017-02-02

Family

ID=56134198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015214362.7A Withdrawn DE102015214362A1 (en) 2015-07-29 2015-07-29 Microelectromechanical device

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3124926B1 (en)
DE (1) DE102015214362A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110967119B (en) * 2019-11-18 2020-10-27 中国空间技术研究院 Ultra-wide waveband uncooled infrared detector with single-layer structure and preparation method thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112006004013B4 (en) 2006-09-08 2014-07-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bolometer and method of making a bolometer

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2954477A (en) * 1959-01-22 1960-09-27 Gen Bronze Corp Radiation detection
US3742235A (en) * 1972-03-06 1973-06-26 Gray Tech Ind Inc Bolometric detector utilizing electron paramagnetic resonance

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112006004013B4 (en) 2006-09-08 2014-07-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bolometer and method of making a bolometer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Seehra, M.S., et al., „The linear temperature dependence of the paramagnetic resonance linewidth in the manganate perovskites La0,67Sr0,33MnO3 and La0,62Bi0,05Ca0,33MnO3," Journal of Physics: Condensed Matter Vol. 8, No. 50 (1996), Seite 11283

Also Published As

Publication number Publication date
EP3124926B1 (en) 2018-03-07
EP3124926A1 (en) 2017-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69434745T2 (en) Method for producing an aggregate of micro-needles made of semiconductor material and method for producing a semiconductor component with such an aggregate
DE112006004013B4 (en) Bolometer and method of making a bolometer
EP2275790B1 (en) Integrated polarization sensor
EP3373023B1 (en) Sensor and method for its production and application
DE10133266A1 (en) Light spot position sensor and deflection measuring device
EP2230497A1 (en) Diode bolometer and a method for producing a diode bolometer
DE112013004275T5 (en) Spiral IR sensor
WO2013135447A1 (en) Infrared sensor, thermal imaging camera and method for producing a microstructure from thermoelectric sensor rods
DE112009002170T5 (en) Planar thermopile infrared sensor
DE112013004116T5 (en) CMOS bolometer
EP3167262B1 (en) Radiation detector and method for manufacturing a radiation detector
WO2006103104A1 (en) Optical element and method for recording beam parameters, comprising a temperature sensor provided in the form of a pixel matrix
EP2847557B1 (en) Micro-optical filter and the use thereof in a spectrometer
EP3124926B1 (en) Microelectromechanical device
EP3256827B1 (en) Thermoelectric sensor and production method
DE10058864B4 (en) Micromechanical structure for integrated sensor arrangements and method for producing a micromechanical structure
DE3912800A1 (en) AREA SPOTLIGHT
DE102012217154A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing a semiconductor device
DE102011015384B4 (en) Photoconductive antenna array for receiving pulsed terahertz radiation
DE10216017A1 (en) Semiconductor component used e.g. as an integrated circuit of a vehicle comprises a polysilicon resistor, and metal conductors each electrically connected to the resistor at each end via contacts
DE112009003290B4 (en) Optical device with an emitter contact, a collector contact and a slit
DE102014223951A1 (en) Sensor pixel and sensor for the detection of infrared radiation
EP4130792A1 (en) Method for monitoring the ageing of a surface
DE102016210300A1 (en) Microelectromechanical bolometer and method for detecting an ambient temperature
DE102015208519A1 (en) Manufacturing Method of Coated Substrate and Coated Substrate

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee